Освоение космоса - Человек и прогресс

Пилотируемый полет на Марс

2012-04-02T16:35:51Z

Уже не одно десятилетие человечество рассуждает о снаряжении экспедиции на далекую и совсем еще неизведанную планету Марс. На сегодняшний день США не ставит перед собой задачу в ближайшее время отправить пилотируемый аппарат в сторону Красной планеты. Российская Федерация и европейские страны в настоящее время налаживают сотрудничество, некоторые научные издания даже заявляют о планируемой в недалеком будущем совместном полете на Марс. Представители Китайской Народной Республики пока не разработали даже стратегии такого рода.

В европейском космическом агентстве (ESA) разрабатывается программа под кодовым названием «Аврора», которая должна стартовать в 2033 году. Главной проблемой в реализации марсианской программы «Аврора» является нехватка средств у европейского космического агентства.

Идея посещения Красной планеты в России своими корнями уходит еще во времена СССР. В те недалекие времена под руководством Михаила Тихонравова планировалось создание межпланетного тяжелого корабля (ТМК). Реализацией проекта ТМК занималась группы инженеров под руководством Г. Максимова и К. Феоктистова соответственно. Советская марсианская программа была заморожена в связи с развязавшейся «Лунной гонкой» между США и СССР.

Правительство США планировало запустить пилотируемый аппарат в сторону Марса, примерно, в 2037 году, но из-за недостаточного спонсирования программа была заморожена.

В настоящее время Российская Федерация планирует реализовать план марсианской экспедиции во второй половине 21 века.

Колонизация Луны

2012-04-09T15:39:42Z

Учитывая стремительное развитие технологий можно с уверенностью говорить о том, что наступит день, когда человечество приступит к колонизации космоса. По всей видимости, первым объектом колонизации станет спутник Земли Луна. Однако есть факторы которые мешают беспрепятственному освоению лунной поверхности; так, например, еще образцы лунной пыли, доставленные участниками космической экспедиции «Аполлон», показали, что в ней содержится слишком малое количество лёгких элементов, которые напрямую влияют на поддержание жизнеобеспечения.

В колонизации Луны в первую очередь заинтересованы ученые разных стран, которые при получении прямого доступа на Луну смогут проводить уникальнейшие эксперименты в области планетологии, космологии, космической биологии, астрономии и других областей науки.

Стационарное изучение лунной поверхности поможет ответить на вопросы о возникновении и развитии Солнечной системы. Размещение автономных поселений на спутнике земли позволит специалистам наблюдать самые отдаленные участки Вселенной.

Не менее выгодно Луна предстает перед человечеством в промышленном плане. Не стоить забывать, что недра Луны хранят множество полезных ископаемых. Безусловно ,самым ценным из них является так называемый гелий 3, который сможет полностью обеспечить потребности человечества в топливе в условиях истощения месторождений нефти на Земле.

Колонизация Венеры

2012-11-28T19:29:10Z

Проблема колонизации планеты Венера, ближайшей соседки Земли в Солнечной системе, часто обсуждалась в прошлом. Однако после открытия и исследования враждебных для жизни условий на поверхности этой планеты акцент в дискуссии о возможности создания колоний за пределами Земли сместился главным образом к Луне и Марсу. Правда, совсем недавно было опубликовано несколько трудов, темой которых вновь стала колонизация Венеры. Согласно новым версиям колонизации голубой планеты, направление её колонизации должно быть перенесено с поверхности, например, в слой облаков.

Венера в отличие от других небесных тел обладает большим сходством с Землей, которое могло бы облегчить задачу колонизации. За это сходство её также именуют «планетой-сестрой» Земли.

Среди всех планет Солнечной системы наша соседка ближе всех к Земле по своей массе и размеру. Ускорение свободного падения на её поверхности составляет 0,904 g, то есть оно сопоставимо с гравитацией на Земле. Таким образом, при колонизации Венеры можно было бы избежать вредных последствий невесомости или пониженной гравитации.

Температура и атмосферное давление в верхних слоях её атмосферы на высоте около 50 километров схожи с условиями на поверхности Земли (давление 1 бар при температуре от 0 до 50 градусов Цельсия). Кроме того, на такой высоте можно получать достаточное количество солнечной энергии, так как здесь на каждый квадратный метр площади приходится около 2610 ватт солнечного излучения, что в 1,9 раза превышает его мощность на Земле. Облака Венеры отражают значительную часть излучения, так что для получения электроэнергии можно было бы направить солнечные батареи как к Солнцу, так и к поверхности планеты.

Не считая Луны, Венера является ближайшим к Земле небесным телом, что могло бы упростить коммуникацию и транспортную связь с колонией. С учетом современных космических двигателей, стартовое окно между Землей и Венерой открывается 1 раз за 584 дня, а между Землей и Марсом – 1 раз за 780 дней. К тому же расстояние от нашей планеты до Венеры составляет 45 миллионов км, а до Марса – 56 миллионов км.

Условия на поверхности Венеры крайне враждебны для жизни. Из-за парникового эффекта температура вблизи экватора планеты составляет около 500 градусов Цельсия, что достаточно для того, чтобы расплавить свинец. Атмосферное давление на её поверхности составляет около 90 бар, что эквивалентно давлению под водой на глубине 1 км. Эти условия привели к тому, что советские межпланетные станции «Венера-5» и «Венера-6» были раздавлены еще на высоте 18 и 10 километров над поверхностью планеты. «Венера-7» и «Венера-8», хоть и достигли её поверхности, но просуществовали здесь меньше часа каждая. Это говорит о том, что организовать транспортировку материалов, например, сырья, с поверхности голубой планеты было бы сложно.

Кроме того, на ней почти полностью отсутствует вода. В атмосфере нет молекулярного кислорода, а состоит она из концентрированной токсичной двуокиси углерода, а также из облаков серной кислоты и паров двуокиси серы.

Еще одной проблемой может оказаться крайне медленное вращение Венеры вокруг своей оси. Солнечные сутки длятся на ней 117 земных дней. При разрежении атмосферы после терраформирования Венеры её дневная сторона стала бы сильно нагреваться, а ночная сторона – сильно охлаждаться. При этом большие количества воды на дневной стороне планеты стали бы испаряться, а облака уносились бы на ночную сторону под действием гигантских ураганов и там проливались бы дождем. Для необходимого ускорения вращения планеты вокруг своей оси потребовалась бы огромная энергия.

Одним словом, с учетом враждебных для жизни условий и исходя из современных технологий, колонизация Венеры невозможна. Поэтому чаще всего предлагается сначала сделать её пригодной (более пригодной) для жизни путем терраформирования. Однако необходимые для этого количества энергии огромны, и до тех пор, пока появятся видимые результаты, могут пройти тысячелетия. Правда, существуют и такие технологии, которые могут быть осуществлены в ближайшем будущем.

Так, Джеффри А. Лэндис предложил обойти сложности, имеющиеся на поверхности планеты, создав колонии, парящие в её атмосфере подобно гондолам или дирижаблям. Отправной точкой этого подхода к решению проблемы является то, что воздушная смесь, которой мы дышим (78 % азота, 21 % кислорода), легче, чем атмосфера Венеры. Однако подъемная сила воздуха для дыхания была бы там приблизительно наполовину меньше подъемной силы гелия в земной атмосфере. В качестве альтернативы дополнительной подъемной силы можно было бы использовать дополнительные шары, наполненные гелием или водородом, получаемым из местной атмосферы.

Еще одним многообещающим решением является использование Венеры для удержания на её орбите комет и астероидов. Хотя в настоящее время она не имеет естественных спутников, можно так изменить траектории полета более мелких космических тел, чтобы они были захвачены гравитационным полем планеты. Венера хорошо подходит для этой цели потому, что вызывает сильное атмосферное торможение. Для такого замысла она более пригодна, чем Земля, так как отклонение от курса и удар небесного тела об эту планету были бы безопасными для людей. Доступная для использования энергия Солнца в окрестностях Венеры могла бы способствовать будущему промышленному развитию.

В 1961 году Карл Саган предложил рассеять в атмосфере планеты водоросли, чтобы они стали вырабатывать кислород из имеющейся в ней двуокиси углерода. Правда, сегодня нам известно, что запасы воды на Венере настолько малы, что путем фотосинтеза можно было бы получать лишь ничтожно малые количества кислорода.

На основании исследования, проведенного Паулем Бирхом в 1991 году, Роберт Зубрин предложил натянуть перед Венерой солнечный экран, который, проще говоря, должен отбрасывать тень и тем самым охладить планету и снизить атмосферное давление, сначала до 304,18 градусов Кельвина и 73,8 бар (критическая точка двуокиси углерода), а затем до 216,85 градусов Кельвина и 5,185 бар (тройная точка двуокиси углерода). Ниже этой точки углекислый газ переходит из газообразного состояния в твердое и оседает на поверхности в виде сухого льда. Этот сухой лед можно было бы либо утилизовать, либо транспортировать на Марс (для ускорения его терраформирования). Тем самым были бы решены проблемы высокой температуры, парникового эффекта и атмосферного давления. Правда, Зубрин тоже вынужден признать, что недостаток воды на Венере по-прежнему представляет собой серьезную проблему, которую не удалось бы в достаточной степени решить даже путем её бомбардировки кометами.

Бирх же предлагает сбросить с орбиты Сатурна один из его ледяных спутников и бомбардировать Венеру его фрагментами, в результате чего количество воды на поверхности планеты составило бы 100 литров на квадратный километр.

Кроме того, Лэндис предложил комбинированную колонизацию путем создания парящих городов и постройки солнечного экрана, что позволило бы в близком будущем осуществить прямую колонизацию планеты, а позже – её терраформирование. При этом солнечные экраны могли бы состоять из углеродных нано-трубок, сырье для которых, т.е. углерод, могло бы добываться непосредственно из атмосферы Венеры.

Освоение Марса

2013-07-09T11:52:15Z

В наши дни Марс благодаря природным характеристикам и относительно небольшой удаленности от нашей планеты, наряду с Луной, является наиболее вероятным объектом для основания на нем колоний в обозримом будущем. Полет до данной планеты по полуэллептической орбите займет девять месяцев. Хотя люди не могут находиться на поверхности Марса без специального снаряжения, условия планеты схожи с земными.

Так площадь поверхности Марса почти равна площади суши на Земле. Марсианские сутки очень близки к земным: они составляют 24 часа 39 минут 35 секунд. На Марсе как и на Земле происходит смена времен года, так как обе планеты имеют почти одинаковый наклон оси к плоскости эклиптики. Важным фактором в пользу колонизации Марса является наличие у него атмосферы, что облегчает посадку космического корабля и дает хотя бы некоторую защиту от радиации. Недавние исследования подтвердили наличие воды на данной планете, что позволяет ученым говорить о вероятности возникновения и поддержания жизни. Параметры грунта на Марсе близки к земным, что делает теоретически возможным выращивание на нем растений.

Однако существуют факторы, способные осложнить основание на данной планете колоний. В первую очередь это − сила тяжести, которая приблизительно в 2,63 раза меньше земной. Затем гораздо меньшая температура поверхности Марса (максимальная отметка в полдень на экваторе +30 градусов Цельсия, минимальная зимой на полюсах − -123 градуса Цельсия). Магнитное поле Марса в восемьсот раз слабее земного, атмосферное давление слишком мало, марсианская атмосфера состоит на 95 % из углекислого газа.

Для успешной колонизации необходимо предварительное терраформирование, которое бы позволило достигнуть на Марсе атмосферного давления, необходимого для существования на планете воды в жидком виде; создать озоновый слой, защищающий поверхность планеты от излучения; повысить температуру на экваторе минимум до + 10 градусов Цельсия.

По мнению исследователей при удачном терраформировании наилучшими местами для колоний могут стать впадина Эллада (на ее дне наивысшее давление на планете) и долина Маринера (в ней самые большие минимальные температуры на планете).

Идея колонизации Марса привлекает человечество из-за больших запасов различных полезных ископаемых на планете таких, как уран, медь, железо, вольфрам, рений и пр.

В настоящее время внедряется частный проект, так называемый Mars One, руководимый Б. Лансдорпом, и предполагающий изначально отправку четырех человек на Марс с последующим основанием колонии.